Воздушный поток.

Воздушные потоки движутся параллельными слоями и содержат скрытую энергию, поэтому отклонить их не так-то легко. В областях низкого давления плотность воздуха меньше, чем в областях высокого давления. Низкое давление создается при , увеличении скорости воздушного потока, а соответственно высокое давление - когда скорость потока падает. Этот закон был открыт двумя учеными Бернулли и Вентури в XVIII в. Вентури доказал, что когда воздух проходит через трубу, имеющую суживающийся участок, то давление здесь падает, так как скорость потока выше. Хорошо скроенный парус с прогибом на определенном месте будет создавать область более низкого давления на выпуклой стороне и более высокого на вогнутой. Вследствие этой разности давлений на парусе создается подъемная сила, которую можно условно разложить на силу тяги, движущую яхту вперед, и поперечную кренящую силу.

Условный парус АВ помещен ниже суживающейся части аэродинамической трубы. Форма паруса аналогична изгибу трубы и таким же образом будет отклоняться поток воздуха при обтекании паруса.	Скорость воздушного потока выше со стороны выпуклой части паруса АВ, где образуется область пониженного давления, и ниже с вогнутой стороны, где создается область высокого давления.	А - точка разделения В - длина профиля С - хорда профиля D - прогиб (пузо)

ТЕРМИНОЛОГИЯ.

В аэродинамике паруса используются разнообразные технические термины. Прогиб паруса - пузо - характеризуется двумя параметрами: глубиной профиля, измеряемой от точки максимального прогиба до хорды, и расстоянием этой точки от передней шкаторины, обычно выражаемом в процентах длины хорды профиля паруса. Воздушный поток расходится на две части в точке разделения на передней кромке паруса.

СВОЙСТВА ПАРУСОВ.

Любой простейший парус предназначен для того, чтобы за счет силы ветра двигать яхту в направлении, совпадающем с направлением ветра. Воздушный поток можно представить в виде множества частиц, движущихся подобно шарикам для пинг-понга, - упорядоченным образом. Когда на их пути возникает какое-либо препятствие, частицы разделяются на потоки и, обтекая препятствие, сжимаются частицами соседних слоев потока, которые не смещаются. Как видно из рисунка, некоторые слои потока воздуха, огибал парус, создают завихрения, называемые турбуленцией. Другие, более удаленные от паруса слои сохраняют плавную форму траектории. Воздушный поток обладает свойством обтекать препятствия, ускоряя свое движение, что помогает объяснить функцию профиля аэродинамического крыла. Коротко -аэродинамический профиль паруса создает подъемную силу, преобразуя энергию ветра в движущую вперед силу, но не обязательно в направлении потока воздуха. Причина этого явления - повышенная скорость воздушного потока над выпуклой поверхностью по сравнению со скоростью потока со стороны вогнутой поверхности, так как за одинаковый период времени первый должен пройти большее расстояние. Это значит, что парус скорее засасывается воздухом, чем толкается им.

На рисунке показано образование турбуленции за парусом, обтекаемым потоком.	На схеме показано движение частиц воздушного потока.	На этой схеме - как изменяются их траектории при обтекании паруса.

ПОДЪЕМНАЯ СИЛА И ПОТОК.

Можно понять, как работает парус, если представить себе крыло птицы или самолета. Они имеют одинаковый аэродинамический профиль и при обтекании воздушным потоком также создают подъемную силу. Парус имеет аналогичную форму, но работает в вертикальной, а не горизонтальной плоскости. Та же самая подъемная сила, что создается на крыле самолета или птицы, является источником движущей силы паруса, но на нем эта сила направлена в сторону, а не вверх. Если бы корпус яхты не обладал боковым сопротивлением, то она двигалась бы вбок, перпендикулярно направлению потока воздуха.

СИЛА ТЯГИ.

Результирующая аэродинамических сил, действующих на парус, т. е. усилие на парусе, которое создается за счет низкого давления на выпуклой стороне и высокого давления на вогнутой, дает эффект, показанный на рисунке. Профиль паруса определяет, в какой степени эта сила преобразуется в силу тяги, движущую яхту вперед, и в какой степени в силу сопротивления, направленную назад. Когда воздушный поток минует точку максимального прогиба профиля паруса, он не создает тяги, эта часть паруса оказывает только сопротивление движению вперед. Силы, воздействующие на парус, создают также кренящую силу, которая в какой-то степени тормозит движение яхты. Кроме силы тяги на яхту действуют и другие силы - сопротивления движению, кренящая, сила дрейфа. Силе тяги противодействуют силы сопротивления и кренящая. Кренящая сила может быть нейтрализована усилиями экипажа или килем, уравновешивающим яхту.

На схеме упрощенно показано, как на аэродинамическом крыле создается подъемная сила.	Результирующая всех сил, действующих на паруса и корпус, создает силу тяги.	Давление на парус преобразуется в силы тяги и сопротивления.